Definition und Typen • BUOM

8. April 2021

Balkenkonstruktionen sind eine wichtige Art von Strukturelementen, mit denen Baufachleute und einige Arten von Ingenieuren vertraut sein sollten. Diese Strukturen spielen eine wichtige Rolle bei der Gewichtsübertragung und sorgen dafür, dass das Gebäudefundament fest im Boden verankert ist. Zu den gebräuchlichsten Arten von Balkenkonstruktionen gehören Hänge-, Fest-, Fachwerk-, durchgehende und einfach unterstützte Balken. In diesem Artikel schauen wir uns an, was Balkenkonstruktion ist, warum es wichtig ist, diese Strukturen zu verstehen und welche Balkentypen von Bauherren und Ingenieuren am häufigsten verwendet werden.

Was ist eine Balkenstruktur?

Die Balkenkonstruktion, manchmal auch einfach Balken genannt, ist eine Art Struktur, die im Bau- und Ingenieurwesen verwendet wird, um einen sicheren und effizienten Lastpfad bereitzustellen, der das Gewicht effektiv über das Fundament eines Gebäudes verteilt. Diese Balken tragen die Last, indem sie einer Biegung unter dem Druck der Last standhalten. Die Balken widerstehen dieser Kraft seitlich, wenn die Kraft auf die Achse ausgeübt wird.

In den meisten Fällen umfasst das Lastverteilungsschema eine Platte, einen Balken, eine Säule und ein Fundament. Das bedeutet, dass der Balken unterhalb des Fundaments und der Säule eingefügt wird, um eine vollständigere Unterstützung der gesamten Struktur zu gewährleisten. Zu den Hauptzwecken der Balkenkonstruktion gehören:

• Kompensation von Scherkräften und/oder Strahlimpulsen

• Belastbarkeit

• Gleichmäßige Lastverteilung

• Zusammenbau der Struktur

Bei der Balkenkonstruktion kommen je nach Art des zu bauenden Gebäudes und Zweck des Balkens verschiedene Arten der Bewehrung zum Einsatz. Zu den am häufigsten verwendeten Verstärkungsmitteln gehören:

• Hauptstäbe: Diese Art der Bewehrung wird zur Aufnahme von Lasten verwendet.

• Stützstangen: Eine Stützstange ist die Verstärkung, die oben am Balken angebracht wird und die Balkenhalterungen an Ort und Stelle hält.

• Bügel: Diese Art der Bewehrung wird zum Ausgleich von Scherkräften oder Schubspannungen in einer Struktur verwendet.

Warum ist es wichtig, die Balkenstruktur zu verstehen?

Das Verständnis der Balkenstruktur ist im Bauwesen und bei der Tragwerksplanung wichtig, da diese Balken die primäre Art und Weise sind, wie ein Gebäude sein Gewicht trägt. Balken sorgen für einen stabilen Lastpfad auf dem Fundament eines Gebäudes, sodass das Gewicht der Dächer, Decken und Böden des Gebäudes ordnungsgemäß getragen wird. Baufachleute und Ingenieure müssen verstehen, welcher Balkentyp für eine Struktur am besten geeignet ist und wie Balken effektiv installiert werden, damit die zu bauende Struktur ihre eigene Kraft tragen kann.

Wenn das Gebäude beispielsweise hoch ist, müssen wahrscheinlich schwerere und größere Träger verwendet werden, um die Last effektiv zu tragen. Kleinere Strukturen erfordern kleinere Träger, da sie normalerweise weniger Last tragen und nicht so viel Unterstützung benötigen. Die Wahl des falschen Balkentyps kann dazu führen, dass die Struktur nicht stabil genug ist, um ihre eigene Last zu tragen, und sich negativ auf die Langlebigkeit und Sicherheit des Gebäudes auswirken.

Das Verständnis von Balken erfordert Kenntnisse der technischen Statik und der Grundlagenphysik. Dieses Verständnis ermöglicht es Bau- und Ingenieursfachleuten, die auf den Träger wirkenden Lasten zu bestimmen und effektiv die richtige Größe, Form und das richtige Material des erforderlichen Trägers auszuwählen.

Arten der Balkenkonstruktion

Es gibt verschiedene Haupttypen von Trägern, die im Bau- und Ingenieurwesen verwendet werden. Diese Balken werden normalerweise anhand ihrer Länge, ihres Gleichgewichts und ihres Querschnitts klassifiziert und umfassen:

Kontinuierliche Strahlen

Ein durchgehender Träger verfügt über zwei oder mehr Stützen, die den Träger verstärken. Diese Stützen werden unter und zwischen Balken verwendet und sind normalerweise vertikaler Natur. Durchlaufträger gelten als wirtschaftlicher als andere Trägertypen.

Freitragende Träger

Einfach gestützte Balken sind solche, die an beiden Enden des Balkens Stützen haben. Sie werden am häufigsten im allgemeinen Bauwesen eingesetzt und sind in Bezug auf die Arten von Strukturen, mit denen sie verwendet werden können, sehr vielseitig. Der Stützbalken weist im Auflagebereich lediglich keinen Momentenwiderstand auf und wird so platziert, dass er an den Enden frei auf den Stützen oder Wänden drehbar ist.

Feste Träger

Ein fester Balken ist ein Balken, der an beiden Enden des Balkens mit Hilfe von Stützen befestigt wird. Bei diesem Balkentyp kann kein Biegemoment erzeugt werden und es gibt keine vertikale Bewegung oder Drehung. Feste Träger werden am häufigsten in Fachwerken und ähnlichen Strukturen verwendet.

Überhängende Balken

Ein überhängender Balken ist ein Balken, der in zwei verschiedenen Bereichen gestützt wird, normalerweise an einem Ende und in der Mitte des Balkens, am anderen Ende des Balkens jedoch keine Stütze hat, sodass er hängt. Dieser Balkentyp ragt über die Wände oder Säulen hinaus und der überhängende Teil des Balkens wird nicht abgestützt. Ein überhängender Balken ist eine Kombination aus einem einfach gehaltenen Balken und einem freitragenden Balken.

Auslegerbalken

Ein freitragender Balken hängt frei an einem Ende des Balkens und ist am anderen Ende befestigt. Dieser Balkentyp ist in der Lage, sowohl Biegemomente als auch Scherlasten aufzunehmen und wird häufig beim Bau von Brückenträgern oder ähnlichen Strukturen verwendet. Das feste Ende wird üblicherweise an einer Säule oder Wand befestigt. Die Zugzone eines freitragenden Trägers befindet sich an der Oberseite des Trägers und die Druckzone befindet sich an der Unterseite des Trägers.

Bauberufe, die Kenntnisse im Balkenbau erfordern

Es gibt verschiedene Bauberufe, die Kenntnisse über Balkenkonstruktionen erfordern. Zu diesen Aktivitäten gehören:

• Bauingenieur

• Bauingenieur

• Architekt

• Koordinator für Building Information Modeling (BIM).

• BIM-Manager

• Gebäudeinstandhaltungsingenieur

• Bauinspektor

• Computergestütztes Design (CAD) betriebsbereit

• Bautechniker

• Bauleiter

• Design Manager

• Gutachter

• Werkstoffingenieur

• Projektmanager

• Mason

Jeder dieser Berufe befasst sich in gewisser Weise mit der Struktur eines Gebäudes. Einige dieser Positionen erfordern fundierte Kenntnisse über Balkenstrukturen, während andere nur ein grundlegendes Verständnis der Funktionsweise von Balken erfordern.